способ заряжания нисходящих обводненных скважин

Формула изобретения

1. Способ заряжания нисходящих обводненных скважин, включающий опускание в скважину гидроизолирующего рукава для подачи взрывчатого вещества (ВВ) с закрытым нижним концом и средствами взрывания в виде одного или нескольких детонаторов, после чего осуществляют заполнение гидроизолирующего рукава ВВ, отличающийся тем, что для опускания рукава в скважину используют грузило, закрепленное на нижнем конце рукава, при этом в скважину дополнительно опускают несколько перфорированных технологических рукавов для подачи воздуха, через которые до начала подачи ВВ осуществляют предварительное барботирование скважины воздухом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый технологический рукав закрепляют к своему грузилу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что все технологические рукава закрепляют к общему грузилу, например грузилу гидроизолирующего рукава.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение гидроизолирующего рукава осуществляют жидким ВВ через горловину, присоединенную к верхнему концу рукава.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве технологического рукава используют перфорированный полиэтиленовый рукав.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам пневматического заряжания нисходящих обводненных скважин взрывчатыми веществами (ВВ) и изготавливаемыми непосредственно на месте применения с использованием гидроизолирующих рукавов, и может быть применено при отбойке горных пород от массива в породах любой степени обводненности.

Известен способ заряжания нисходящих скважин водосодержащими ВВ, имеющими твердую и жидкую фазы, включающий опускание на забой скважины зарядного шланга, заполнение заряжаемой части скважины ВВ и подъем зарядного шланга по мере заполнения скважины ВВ, при этом в процессе заполнения скважины ВВ твердую и жидкую фазы ВВ подают в скважину раздельно, причем твердую фазу засыпают в пространство между стенками скважины и зарядным шлангом, а жидкую фазу подают через зарядный шланг (см. патент РФ № 2146037, МКИ F42D 1/08, 2000 г.). В качестве твердой фазы в обводненную скважину засыпают тротил или дробленый бездымный порох, а на детонирующем шнуре опускают вручную промежуточный детонатор, а затем осуществляют подачу порции жидкой фазы, например, загущенного раствора окислителя. При этом в загущенный раствор окислителя дозируют раствор структурирующего агента, причем температура готового раствора не должна превышать 85°С. После подачи порции жидкой фазы ВВ, снова осуществляют подачу порции твердой фазы и повторяют операции по заряжанию скважины вплоть до формирования необходимой массы заряда ВВ в заряжаемой скважине. По мере заряжания скважины происходит вытеснение скважинной воды из межгранульного пространства твердой фазы, равномерное распределение твердой и жидкой фаз по всей длине заражаемой части скважины с получением ВВ заданного качества.

Основными недостатками известного способа являются, во-первых, сложность зарядки скважин малого диаметра (менее 0,2 м) и большой глубины (более 10 м), связанная с низкой производительностью, что практически исключает использование известного способа на больших скважинных массивах.

Во-вторых, с увеличением глубины зарядки скважины, процесс становится практически неконтролируемым, что может приводить к некачественной зарядке скважины или даже полному отказу при подрыве.

В-третьих, известный способ предусматривает использование дорогостоящих и небезопасных, особенно для открытого заряжания, компонентов ВВ, типа тротила.

Наиболее близким к заявляемому способу, выбранному в качестве прототипа, является способ заряжания скважин неводоустойчивыми ВВ (см. патент США № 3696703, НКИ 86/20.15, 1972 г.), включающий опускание в скважину дозирующего устройства, состоящего из двух коаксиально установленных пластмассовых труб, между которыми расположен уложенный «гармошкой» гидроизолирующий рукав с закрытым нижним концом с донным детонатором, в которую через центральную трубу подают промышленное ВВ на базе нитрата аммония. Диаметр рукава чуть больше диаметра скважины, поэтому по мере заполнения рукава взрывчатым составом, происходит фиксация рукава в скважине и вытеснение из нее воды. Одновременно с заполнением рукава осуществляют подъем дозирующего устройства.

Основным недостатком известного способа является его низкая производительность при зарядке скважин малого диаметра и большой глубины. В основном это связано с низкой плотностью промышленных ВВ, представляющих смесь гранулированной аммиачной селитры и дизельного топлива (АС-ДТ) с плотностью 0,9-1,1 г/см³. Указанная смесь близка к плотности воды, поэтому вытеснение ею воды может проходить достаточно долго, причем в том случае, если плотность ВВ все-таки превышает 1,0 г/см³. При меньшей плотности заряд вообще не тонет в воде.

Кроме того, процесс заполнения скважины стекающим ВВ сильно зависит от диаметра центральной трубы. Указанный способ наиболее целесообразен в применении на неглубоких скважинах большого диаметра (более 250 мм). Для более тонких и глубоких скважин, установка в них дозирующего устройства с центральной трубой малого диаметра сильно снижает скорость заряжания.

Технической задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является разработка высокопроизводительного способа заряжания нисходящих обводненных скважин промышленным АС-ДС ВВ, приготавливаемым непосредственно на месте заряжания и способного быстро и качественно заряжать значительные скважинные массивы.

Указанная задача в способе заряжания нисходящих обводненных скважин, включающем опускание в скважину гидроизолирующего рукава для подачи ВВ с закрытым нижним концом и средствами взрывания в виде одного или нескольких детонаторов, после чего осуществляют заполнение гидроизолирующего рукава ВВ, решена тем, что для опускания рукава в скважину используют грузило, закрепленное на нижнем конце рукава, при этом в скважину дополнительно опускают несколько перфорированных технологических рукавов для подачи воздуха, через которые до начала подачи ВВ осуществляют предварительное барботирование скважины воздухом.

Благодаря наличию грузила и осуществлению предварительного барботирования скважины воздухом, появляется возможность заряжать скважины промышленным ВВ с плотностью ниже 1,0 кг/л, т.к. за счет барботирования, вода в скважине насыщается воздухом и ее плотность снижается.

Для расширения функциональных возможностей способа, путем разновысотной фиксации технологических рукавов, каждый технологический рукав закрепляют к своему грузилу.

Для упрощения заряжания скважины, все технологические рукава закрепляют к общему грузилу, например грузилу гидроизолирующего рукава.

При зарядке скважины жидким ВВ, заполнение гидроизолирующего рукава осуществляют через горловину, в которую сливают ВВ из зарядной машины, присоединенную к верхнему концу рукава.

Для удешевления зарядки скважины, в качестве технологического рукава используют перфорированный полиэтиленовый рукав, при этом диаметр перфорированных отверстий рукава определяется диаметром скважины, диаметром технологического рукава, количеством используемых технологических рукавов, плотностью заряжаемого ВВ и т.д.

Заявляемый способ позволяет с высокой производительностью заряжать обводненные скважины различными неводостойкими ВВ с плотностью даже ниже плотности воды без их предварительного осушения, что не имеет аналогов среди известных и применяемых в настоящее время способов, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Суть заявляемого способ представлена на фиг.1 и 2, поясняющих зарядку обводненной скважины: на фиг.1 представлен рисунок обводненной скважины на начальной стадии ее заряжания; на фиг.2 представлен рисунок обводненной скважины в процессе заполнения гидроизолирующего рукава жидким ВВ.

На фиг.1 представлены: обводненная скважина 1, заполненная водой 2; гидроизолирующий рукав 3; технологические рукава 4; общее грузило 5.

На фиг.2 представлены: горловина 6 для подачи жидкого ВВ с закрепленным на ней гидроизолирующим рукавом 3; горловины 7 для подачи сжатого воздуха в технологические рукава 4; детонаторы 8; жидкое ВВ 9; пузырьки воздуха 10, барботирующие воду; водная забойка заряда 11.

Заявляемый способ рассмотрим на примере заряжания обводненной нисходящей скважины. Перед началом работы в обводненную скважину 1 опускают гидроизолирующий полиэтиленовый рукав 3 и технологические рукава 4, закрепленные на общем грузиле 5. Верхние концы рукавов 3 и 4 закрепляют на горловинах 6 и 7. В скважину 3 также опускают на кабелях детонаторы 8. После этого в горловины 7 начинают подавать сжатый воздух, за счет чего барботируется скважина, т.е. вода насыщается пузырьками воздуха, а ее плотность снижается. Благодаря этому подаваемое через горловину 6 жидкое ВВ из зарядочной машины (не показана) стекает по рукаву 3 и заполняет придонное пространство скважины 1, плотно прижимая к стенкам скважины технологические рукава 4. Воздух через зажатые участки технологических рукавов 4 прекращает идти, а вода 2 выдавливается наверх и начинает выполнять функцию забойки заряда. Столб воды 11 надежно герметизирует заряженную скважину.

После заполнения зарядом ВВ необходимой длины рукава 3, прекращают его подачу через горловину 6 и герметизируют верхний участок рукава, например, путем его скручивания с дополнительной фиксацией от самораскручивания.

Таким образом, заявляемый способ позволяет с высокой производительностью качественно заряжать любые нисходящие обводненные скважины, для забойки которых может быть использована вода, находящаяся в скважине.